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　　　　火星探測器著陸火星表面模擬圖（新華社記者金立旺 5月15日攝）?

　　天問一號探測器成功著陸火星，具備高精度測量能力的相控陣敏感器引人注目。作為位置和速度測量的重要手段，相控陣敏感器在著陸階段持續(xù)為航天器提供高精度的測量數(shù)據(jù)，成功助力著陸巡視器安全著陸火星表面。

　　相控陣敏感器安裝在火星著陸巡視器進入艙著陸平臺的下方，作用范圍達十幾千米，可謂火星探測器的太空“千里眼”。它和其他不同原理的測量敏感器密切配合，接力引導(dǎo)航天器平安落火。

　　相控陣敏感器在航天器進入火星大氣后，距火星表面僅幾千米高度時開始工作，持續(xù)提供相對于火星表面多個方向的距離、速度數(shù)據(jù)，用于航天器的減速、懸停和軟著陸控制，直至著陸巡視器降落至火星表面約5米處。

　　航天器從約125公里處高空進入火星大氣，時速高達每秒5.9公里，要在短短幾分鐘內(nèi)，讓航天器的速度降低到0，是火星探測任務(wù)中技術(shù)難度最大的關(guān)鍵時刻。

　　中國航天科工二院25所相控陣敏感器總工程師孫武介紹，這是國內(nèi)首次將相控陣體制雷達應(yīng)用于地外天體著陸測量。與此前的載人航天工程任務(wù)不同，火星和地球之間距離漫長，通信存在十幾分鐘的時延，在地球上無法控制著陸過程，必須讓著陸巡視器自主完成這驚心動魄的旅程，對敏感器提出的要求極為苛刻。

　　“相比國內(nèi)外已有的著陸測量雷達，相控陣體制的雷達天線由多個輻射單元組成，就像生物學(xué)中蜻蜓的復(fù)眼，具有波束掃描快、指向靈活、目標容量大、抗干擾能力強等特點?！睂O武說。

　　25所研制的相控陣敏感器能在預(yù)設(shè)的9個方向上任意快速切換，通過軟件定義，在每個測量周期實時選取4個最優(yōu)方向，測量距離速度信息，從而快速修正航天器的姿態(tài)測量誤差，準確地找到火星的水平面，確保著陸器的方向控制準確無誤。

　　25所相控陣敏感器主任設(shè)計師劉佳透露，火星著陸巡視器在下降過程中，會經(jīng)歷多種工作環(huán)境。與之前落月任務(wù)相比，由于火星重力比月球大，著陸下降加速度會更快，需要利用火星大氣進行降落傘減速。在高速下落過程中打開降落傘，航天器會因減速沖擊發(fā)生劇烈擺動，是影響著陸成敗的關(guān)鍵時刻。

　　“這一瞬間，在相控陣敏感器的測量方向上，距離會有很大的變化，同時部分測量信號會打到地平線以上，出現(xiàn)檢測不到目標的情況。”劉佳說：“對相控陣敏感器來說，就像在快速蕩秋千，眼睛要看清地面一頁紙上寫的字。”

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　　5月15日，航天科研人員在北京航天飛行控制中心指揮大廳慶祝我國首次火星探測任務(wù)著陸火星成功。新華社記者 金立旺 攝?

　　此外，火星上時常會發(fā)生劇烈的塵暴天氣，在巡視著陸器靠近火星表面時，航天器發(fā)動機噴射也會激起地面的粉塵和沙礫，對探測傳感器造成影響。

　　“微波信號體制應(yīng)對這種環(huán)境具有相對優(yōu)勢?！睂O武說：“在這個前提下，產(chǎn)品在信號頻段選擇上做了充分的對比和論證，采用多種算法進行了綜合優(yōu)化，并在沙漠戈壁通過直升機氣流模擬試驗了在沙塵暴天氣中的工作狀態(tài)，確保測量的可靠性?！?/p>

　　同時，相控陣敏感器采用了瓦片式收發(fā)模塊高密度集成，大幅提高了小型化、輕量化水平?！跋喈斢谟?套設(shè)備完成9套傳統(tǒng)設(shè)備的功能?！?5所設(shè)計師賈學(xué)振介紹：“這意味著航天器可以攜帶更多科學(xué)載荷和燃料，完成更多的探測任務(wù)。”

　　記者：胡喆

　　編輯：車書明

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